Ranking procedure based on mechanical, durability and thermal behavior of mortars with incorporation of phase change materials

Nowadays, considering the high variety of construction products, adequate material selection, based on their properties and function, becomes increasingly important. In this research, a ranking procedure developed by Czarnecki and Lukowski is applied in mortars with incorporation of phase change materials (PCM). The ranking procedure transforms experimental results of properties into one numerical value. The products can be classified according to their individual properties or even an optimized combination of different properties. The main purpose of this study was the ranking of mortars with incorporation of different contents of PCM based in different binders. Aerial lime, hydraulic lime, gypsum and cement were the binders studied. For each binder, three different mortars were developed. Reference mortars, mortars with incorporation of 40% of PCM and mortars with incorporation of 40% of PCM and 1% of fibers, were tested. Results show that the incorporation of PCM in mortars changes their global performance.

Magnetoliposomes based on manganese ferrite nanoparticles as nanocarriers for antitumor drugs

Manganese ferrite nanoparticles with a size distribution of 26 ± 7 nm (from TEM measurements) were synthesized by the coprecipitation method. The obtained nanoparticles exhibit a superparamagnetic behaviour at room temperature with a magnetic squareness of 0.016 and a coercivity field of 6.3 Oe. These nanoparticles were either entrapped in liposomes (aqueous magnetoliposomes, AMLs) or covered with a lipid bilayer, forming solid magnetoliposomes (SMLs). Both types of magnetoliposomes, exhibiting sizes below or around 150 nm, were found to be suitable for biomedical applications. Membrane fusion between magnetoliposomes (both AMLS and SMLs) and GUVs (giant unilamellar vesicles), the latter used as models of cell membranes, was confirmed by F¨orster Resonance Energy Transfer (FRET) assays, using a NBD labeled lipid as the energy donor and Nile Red or rhodamine B-DOPE as the energy acceptor. A potential antitumor thienopyridine derivative was successfully incorporated into both aqueous and solid magnetoliposomes, pointing to a promising application of these systems in oncological therapy, simultaneously as hyperthermia agents and nanocarriers for antitumor drugs.

Optimization of magnetoelectric composites based on electroactive polymers for energy harvesting and sensor application

Tese de Doutoramento em Engenharia de Materiais.

Development of advanced cell/tissue culture systems, based on enhanced polymeric scaffolds and sophisticated bioreactors, for tissue engineering applications

Programa Doutoral em Engenharia Biomédica

Flexible gastrointestinal motility pressure sensors based on aluminum thin-film strain-gauge arrays

This paper reports on an innovative approach to measuring intraluminal pressure in the upper gastrointestinal (GI) tract, especially monitoring GI motility and peristaltic movements. The proposed approach relies on thin-film aluminum strain gauges deposited on top of a Kapton membrane, which in turn lies on top of an SU-8 diaphragm-like structure. This structure enables the Kapton membrane to bend when pressure is applied, thereby affecting the strain gauges and effectively changing their electrical resistance. The sensor, with an area of 3.4 mm2, is fabricated using photolithography and standard microfabrication techniques (wet etching). It features a linear response (R2 = 0.9987) and an overall sensitivity of 2.6 mV mmHg−1. Additionally, its topology allows a high integration capability. The strain gauges’ responses to pressure were studied and the fabrication process optimized to achieve high sensitivity, linearity, and reproducibility. The sequential acquisition of the different signals is carried out by a microcontroller, with a 10-bit ADC and a sample rate of 250 Hz. The pressure signals are then presented in a user-friendly interface, developed using the Integrated Development Environment software, QtCreator IDE, for better visualization by physicians.

Magnetoliposomes based on manganese ferrite nanoparticles as nanocarriers for antitumor drugs

Publicado em "NanoPT2016 book of abstracts"

Closed hybrid hierarchical reservoirs based on the deconstruction of the cellular native microenvironment

The stem cell niche organization and dynamics provide valuable cues for the development of mimetic environments that could have potential to stimulate the regenerative process. We propose the use of biodegradable biomaterials to produce closed miniaturised structures able to encapsulate different cell types or bioactive molecules. In particular, capsules are fabricated using the so-called layer-by-layer technology, where the consecutive (nano-sized) layers are well stabilized by electrostatic interactions or other weak forces. Using alginate-based spherical templates containing cells or other elements (e.g. proteins, magnetic nanoparticles, microparticles) it is possible to produce liquefied capsules that may entrap the entire cargo under mild conditions. The inclusion of liquefied micropcapsules may be used to produce hierarchical compartmentalised systems for the delivery of bioactive agents. The presence of solid microparticles inside such capsules offers adequate surface area for adherent cell attachment increasing the biological performance of these hierarchical systems, while maintain both permeability and injectability. We demonstrated that the encapsulation of distinct cell types (including mesenchymal stem cells and endothelial cells) enhances the osteogenic capability of this system, that could be useful in bone tissue engineering applications.

High performance screen printable lithium-ion battery cathode ink based on C-LiFePO4

Lithium-ion battery cathodes have been fabricated by screen-printing through the development of CLiFePO4 inks. It is shown that shear thinning polymer solutions in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) with Newtonian viscosity above 0.4 Pa s are the best binders for formulating a cathode paste with satisfactory film forming properties. The paste shows an elasticity of the order of 500 Pa and, after shear yielding, shows an apparent viscosity of the order of 3 Pa s for shear rates corresponding to those used during screen-printing. The screen-printed cathode produced with a thickness of 26 mm shows a homogeneous distribution of the active material, conductive additive and polymer binder. The total resistance and diffusion coefficient of the cathode are 450 V and 2.5 10 16cm2 s 1, respectively. The developed cathodes show an initial discharge capacity of 48.2 mAh g 1 at 5C and a discharge value of 39.8 mAh g 1 after 50 cycles. The capacity retention of 83% represents 23% of the theoretical value (charge and/or discharge process in twenty minutes), demonstrating the good performance of the battery. Thus, the developed C-LiFePO4 based inks allow to fabricate screen-printed cathodes suitable for printed lithium-ion batteries

A 3D computer assisted Orthopedic Surgery Planning approach based on planar radiography

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Informática Médica)

Microfluidic based on aqueous two-phase system for plasmidic DNA purification

Dissertação de mestrado em Bioquímica Aplicada (área de especialização em Biotecnologia)

Analysis of the Prevalence of Ventricular Late Potentials in the Late Phase of Myocardial Infarction Based on the Site of Infarction

OBJECTIVE: The initial site of myocardial infarction (MI) may influence the prevalence of ventricular late potentials (VLP), high-frequency signals, due to the time course of ventricular activation. The prevalence of VLP in a period of more than 2 years after acute MI was assessed focusing on the initially injured wall . METHODS: The prevalence of VLP in a late phase after MI (median of 924 days) in anterior/antero-septal and inferior/infero-dorsal wall lesion was analyzed using signal-averaged electrocardiogram in time domain. The diagnostic performance of the filters employed for analysis on was tested at high-pass cut-off frequencies of 25 Hz, 40 Hz and 80 Hz. RESULTS: The duration of the ventricular activation and its terminal portion were larger in inferior than anterior infarction, at high-pass cut-off frequencies of 40 Hz and 80 Hz. In patients with ventricular tachycardia, these differences were more remarked. The prevalence of ventricular late potentials was three times greater in inferior than anterior infarction. CONCLUSION: Late after myocardial infarction, the prevalence and the duration of ventricular late potentials are greater in lesions of inferior/infero-dorsal than anterior/antero-septal wall confirming their temporal process, reflecting their high-frequency content.

Comprensión en resolución de problemas en Física: niveles de representación e inferencias basadas en el conocimiento. Comprehension in Physics Problem-Solving: levels of representation and knowledge-based inferences.

Se propone desarrollar e integrar estudios sobre Modelado y Resolución de Problemas en Física que asumen como factores explicativos: características de la situación planteada, conocimiento de la persona que resuelve y proceso puesto en juego durante la resolución. Interesa comprender cómo los estudiantes acceden al conocimiento previo, qué procedimientos usan para recuperar algunos conocimientos y desechar otros, cuáles son los criterios que dan coherencia a sus decisiones, cómo se relacionan estas decisiones con algunas características de la tarea, entre otras. Todo ello con miras a estudiar relaciones causales entre las dificultades encontradas y el retraso o abandono en las carreras.Se propone organizar el trabajo en tres ejes, los dos primeros de construcción teórica y un tercero de implementación y transferencia. Se pretende.1.-Estudiar los procesos de construcción de las representaciones mentales en resolución de problemas de física, tanto en expertos como en estudiantes de diferentes niveles académicos.2.-Analizar y clasificar las inferencias que se producen durante las tareas de comprensión en resolución de problemas de física. Asociar dichas inferencias con procesos de transición entre representaciones mentales de diferente naturaleza.3.-Desarrollar materiales y diseños instruccionales en la enseñanza de la Física, fundamentado en un conocimiento de los requerimientos psicológicos de los estudiantes en diversas tareas de aprendizaje.En términos generales se plantea un enfoque interpretativo a la luz de marcos de la psicología cognitiva y de los desarrollos propios del grupo. Se trabajará con muestras intencionales de alumnos y profesores de física. Se utilizarán protocolos verbales y registros escritos producidos durante la ejecución de las tareas con el fin de identificar indicadores de comprensión, inferencias, y diferentes niveles de representación. Se prevé analizar material escrito de circulación corriente sea comercial o preparado por los docentes de las carreras involucradas.Las características del objeto de estudio y el distinto nivel de desarrollo en que se encuentran los diferentes ojetivos específicos llevan a que el abordaje contemple -según consideracion de Juni y Urbano (2006)- tanto la lógica cualitativa como la cuantitativa.

Diseño y caracterización de plataformas de biorreconocimiento basadas en el uso de nanoestructuras, biomoléculas y polímeros. Aplicaciones para el desarrollo de (bio)sensores electroquímicos. Design and characterization of biorecognition platforms based on the use of nanostructures, biomolecules and polymers. Applications for the development of electrochemical (bio)sensors.

Los requerimientos de métodos analíticos que permitan realizar determinaciones más eficientes en diversas ramas de la Química, así como el gran desarrollo logrado por la Nanobiotecnología, impulsaron la investigación de nuevas alternativas de análisis. Hoy, el campo de los Biosensores concita gran atención en el primer mundo, sin embargo, en nuestro país es todavía un área de vacancia, como lo es también la de la Nanotecnología. El objetivo de este proyecto es diseñar y caracterizar nuevos electrodos especialmente basados en el uso de nanoestructuras y estudiar aspectos básicos de la inmovilización de enzimas, ADN, aptámeros, polisacáridos y otros polímeros sobre dichos electrodos a fin de crear nuevas plataformas de biorreconocimiento para la construcción de (bio)sensores electroquímicos dirigidos a la cuantificación de analitos de interés clínico, farmaco-toxicológico y ambiental.Se estudiarán las propiedades de electrodos de C vítreo, Au, "screen printed" y compósitos de C modificados con nanotubos de C (CNT) y/o nanopartículas (NP) de oro y/o nanoalambres empleando diversas estrategias. Se investigarán nuevas alternativas de inmovilización de las biomoléculas antes mencionadas sobre dichos electrodos, se caracterizarán las plataformas resultantes y se evaluarán sus posibles aplicaciones analíticas al desarrollo de biosensores con enzimas y ADNs como elementos de biorreconocimiento. Se funcionalizarán CNT con polímeros comerciales y sintetizados en nuestro laboratorio modificados con moléculas bioactivas. Se diseñarán y caracterizarán nuevas arquitecturas supramoleculares basadas en el autoensamblado de policationes, enzimas y ADNs sobre Au. Se evaluarán las propiedades catalíticas de NP de magnetita y de perovskitas de Mn y su aplicación al desarrollo de biosensores enzimáticos. Se diseñarán biosensores que permitan la detección altamente sensible y selectiva de secuencias específicas de ADNs de interés clínico. Se estudiará la interacción de genotóxicos con ADN (en solución e inmovilizado) y se desarrollarán biosensores que permitan su cuantificación. Se construirán biosensores enzimáticos para la cuantificación de bioanalitos, especialmente glucosa, fenoles y catecoles, y sensores electroquímicos para la determinación de neurotransmisores, ácido úrico y ácido ascórbico. Se diseñarán nuevos aptasensores electroquímicos para la cuantificación de biomarcadores, comenzando por lisozima y trombina y continuando con otros de interés regional/nacional.Se emplearán las siguientes técnicas: voltamperometrías cíclica (CV), de pulso diferencial (DPV) y de onda cuadrada (SWV); "stripping" potenciométrico a corriente constante (PSA); elipsometría; microbalanza de cristal de cuarzo con cálculo de pérdida de energía por disipación (QCM-D); resonancia de plasmón superficial con detección dual (E-SPR); espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE); microscopías de barrido electroquímico (SECM), de barrido electrónico (SEM), de transmisión (TEM) y de fuerzas atómicas (AFM); espectrofotometría UV-visible; espectroscopías IR, Raman, de masas, RMN.Se espera que la inclusión de los CNT y/o de las NP metálicas y/o de los nanoalambres en los diferentes electrodos permita una mejor transferencia de carga de diversos analitos y por ende una detección más sensible y selectiva de bioanalitos empleando enzimas, ADN y aptámeros como elementos de biorreconocimiento. Se espera una mayor eficiencia en los aptasensores respecto de los inmunosensores, lo que permitirá la determinacion selectiva de diversos biomarcadores. La modificación de electrodos con nanoestructuras posibilitará la detección altamente sensible y selectiva del evento de hibridación. La respuesta obtenida luego de la interacción de genotóxicos con ADN permitirá un mejor conocimiento de la asociación establecida, de la cinética y de las constantes termodinámicas. Los neurotransmisores podrán ser determinados a niveles nanomolares aún en muestras complejas.

Sensores basados en nanocavidades de sistemas supramoleculares. Sensors based on nanocavities of supramolecular systems.

Uno de los grandes desafíos analíticos es resolver la complejidad del análisis de cantidades trazas de compuestos orgánicos debido a la baja sensibilidad analítica de las técnicas usuales que permiten una determinación específica como IR o RMN. El uso de espectrofotometría UV-Visible y espectroluminiscencia, técnicas que presentan mayor sensibilidad, se ve dificultada en muchos casos por el efecto matriz producido en el tratamiento de muestras reales y complejas o pérdida de la selectividad debido a la superposición de bandas.La interacción por formación de complejos entre determinados sustratos y receptores macrocíclicos que presentan poros o cavidades nanométricas, puede afectar las propiedades espectroscópicas de los sustratos. La respuesta de técnicas sensibles puede traducirse así en un análisis selectivo debido al reconocimiento molecular que se establece entre un dado receptor y el sustrato de interés. Por otra parte puede mejorar la sensibilidad debido a efectos de micropolaridad del medio, a efectos de restricciones de grados de libertad, por compartamentalización o protección de los estados excitados de los sustratos incluidos. El uso analítico de receptores selectivos es un área actualmente en desarrollo, que permite una rápida determinación de especies químicas, disminuyendo el efecto de interferentes, mejorando la sensibilidad y disminuyendo el tratamiento de la muestra.Se estudiarán los mecanismos involucrados en las interacciones y los factores que los modifican por técnicas espectroscópicas como UV-visible, RMN y luminiscencia. Se determinarán los parámetros analíticos por luminiscencia en los medios y condiciones en que la sensibilidad analítica muestre el mayor incremento. Se realizarán las pruebas de validación en las mejores condiciones para cada uno y mezclas de analitos relacionados en muestras reales.

Icones plantarum formosanarum nec non et contributiones ad floram formosanam : or, Icones of the plants of Formosa, and materials for a flora of the island, based on a study of the collections of the Botanical survey of the Government of Formosa / By B. Hayata ...

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